Čisté chemičky budoucnosti se inspirují u rostlin

16. února 2018

Oxid uhličitý je plyn, z něhož rostliny vyrábějí kyslík. Jde o jeden ze základních prvků nutných pro život na Zemi. Dvě německé firmy se přírodou inspirovaly a chtějí podobným způsobem vyrábět „zelenou“ chemii.

Evonik a Siemens odstartovaly začátkem letošního roku dvouletý výzkumný projekt Rheticus zaměřený na možnosti využití elektrolýzy a fermentace. Cílem je vyrábět z oxidu uhličitého (CO2) za pomoci elektřiny z obnovitelných zdrojů a bakterií butanol a hexanol  - chemikálie, které se využívají např. k výrobě speciálních plastů nebo výživových doplňků.

Zkušební zařízení má vzniknout do roku 2021 v severoněmeckém městě Markl, kde sídlí Evonik. V dalším kroku se počítá se stavbou výrobní jednotky o kapacitě 20 tisíc tun ročně. Testována bude i výroba jiných chemikálií a pohonných hmot. Na projektu pracuje dvacet vědců z obou firem a Spolkové ministerstvo pro vzdělávání a výzkum na něj přispělo částkou 2,8 milionu eur.

„Chceme dokázat, že umělá fotosyntéza je možná,“ říká doktor Thomas Haas z Evoniku. Umělá fotosyntéza podle něj znamená kombinaci chemických a biologických kroků, které povedou k přeměně vody a CO2 na různé chemikálie – podobně, jako když rostliny pomocí chlorofylu a enzymů přeměňují sluneční energii na cukry.

Každá z firem zatím umí jen „půlku“ tohoto procesu: zatímco Siemens ovládá techniku elektrolýzy, která prostřednictvím elektřiny mění CO2 a vodu na vodík a monooxid uhlíku (CO), Evonik má k dispozici technologii fermentace, tedy přeměnu plynů s obsahem CO na různé dále využitelné látky. V rámci projektu Rheticus se budou firmy snažit v laboratorních podmínkách obě technologie propojit.

„Vyvíjíme platformu pro to, aby bylo možné chemické látky vyrábět levněji a ekologičtěji než dnes,“ říká Günter Schmid z vývojového oddělení Siemensu. Nová technologie přispěje ke snížení množství oxidu uhličitého v atmosféře – např. na výrobu jedné tuny butanolu padnou podle vědců přibližně tři tuny CO2.

Výrobní jednotky bude možné instalovat všude tam, kde se CO2 průmyslově produkuje, např. u elektráren nebo bioplynových stanic. Chemickému průmyslu to umožní decentralizaci a lepší využití lokálních zdrojů. Lze to říct i tak, že chemičky budoucnosti budou CO2 spotřebovávat místo toho, aby ho produkovaly.

V neposlední řadě přispěje výroba „zelené“ chemie k rozvoji obnovitelné energetiky. Technologie využije přebytky elektřiny ze solárních nebo větrných elektráren. Podobně jako rostlinám nevadí kolísání slunečního svitu, je elektrolýza mimořádně odolná vůči kolísání elektrického napětí. Dosavadní pokusy ukázaly, že elektrolýzu je možné provést i ve velmi krátkém čase za vysokého příkonu elektřiny. Nová technologie je tak vedle akumulátorů řešením, které může využít momentální nadvýrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů.

Zdroj: Siemens